The Nigeria economy is wholly dependent on revenue from oil. However, bitumen has been discovered in the country since 1903 and has remained untapped over the years. The need for the country to complement oil exploration with the huge bitumen deposit cannot be overemphasized. This will help to improve the country's gross domestic product (GDP) and revenue available to government. Bitumen is classifled as heavy crude with API (American petroleum Institute) number ranging between 50 and 110 and occurs in Nigeria, Canada, Saudi Arabia, Venezuela etc from which petroleum products could be derived. This dissertation looked at the Canadian experience by comparing the oil and tar sand deposit found in Canada with particular reference to Athabasca (Grosmont, Wabiskaw McMurray and Nsiku) with that in Nigeria with a view of transferring process technology from Canada to Nigeria. The Nigeria and Athabasca tar sands occur in the same type of environment. These are the deltaic, fluvial marine deposit in an incised valley with similar reservoir, chemical and physical properties. However, the Nigeria tar sand is more asphaltenic and also contains more resin and as such will yield more product volume during hydro cracking albeit more acidic. The differences in the components (viscosity, resin and asphaltenes contents, sulphur and heavy metal contents) of the tar sands is within the limit of technology adaptation. Any of the technologies used in Athabasca, Canada is adaptable to Nigeria according to the findings of this research. The techno-economics of some of the process technologies are. x-rayed using the PTAC (petroleum technology alliance Canada) technology recovery model in order to obtain their unit cost for Nigeria bitumen. The unit cost of processed bitumen adopting steam assisted gravity drainage (SAGD), in situ combustion (ISC) and cyclic steam stimulation (CSS) process technology is 40.59, 25.00 and 44.14 Canadian dollars respectively. The unit cost in Canada using the same process technology is 57.27, 25.00 and 61.33 Canadian dollars respectively. The unit cost in Nigeria is substantively lesser than in Canada. A trade off is thereafter done using life cycle costing so as to select the best process technology for the Nigeria oil/tar sands. The net present value/internal rate of return is found to be B$3,062/36.35% for steam assisted gravity drainage, B$I,570124.51 % for cyclic steam stimulation and B$3,503/39.64% for in situ combustion. Though in situ combustion returned the highest net present value and internal rate of return, it proved not to be the best option for Nigeria due to environmental concern and response time to production. The best viable option for the Nigeria tar sand was then deemed to be steam assisted gravity drainage. An integrated oil strategy coupled with cogeneration using MSAR was also seen to considerably amplify the benefits accruable from bitumen exploration; therefore, an investment in bitumen exploration in Nigeria is a wise economic decision. / Thesis (M.Ing. (Development and Management))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2010.

The Nigeria economy is wholly dependent on revenue from oil. However, bitumen has been discovered in the country since 1903 and has remained untapped over the years. The need for the country to complement oil exploration with the huge bitumen deposit cannot be overemphasized. This will help to improve the country's gross domestic product (GDP) and revenue available to government. Bitumen is classifled as heavy crude with API (American petroleum Institute) number ranging between 50 and 110 and occurs in Nigeria, Canada, Saudi Arabia, Venezuela etc from which petroleum products could be derived. This dissertation looked at the Canadian experience by comparing the oil and tar sand deposit found in Canada with particular reference to Athabasca (Grosmont, Wabiskaw McMurray and Nsiku) with that in Nigeria with a view of transferring process technology from Canada to Nigeria. The Nigeria and Athabasca tar sands occur in the same type of environment. These are the deltaic, fluvial marine deposit in an incised valley with similar reservoir, chemical and physical properties. However, the Nigeria tar sand is more asphaltenic and also contains more resin and as such will yield more product volume during hydro cracking albeit more acidic. The differences in the components (viscosity, resin and asphaltenes contents, sulphur and heavy metal contents) of the tar sands is within the limit of technology adaptation. Any of the technologies used in Athabasca, Canada is adaptable to Nigeria according to the findings of this research. The techno-economics of some of the process technologies are. x-rayed using the PTAC (petroleum technology alliance Canada) technology recovery model in order to obtain their unit cost for Nigeria bitumen. The unit cost of processed bitumen adopting steam assisted gravity drainage (SAGD), in situ combustion (ISC) and cyclic steam stimulation (CSS) process technology is 40.59, 25.00 and 44.14 Canadian dollars respectively. The unit cost in Canada using the same process technology is 57.27, 25.00 and 61.33 Canadian dollars respectively. The unit cost in Nigeria is substantively lesser than in Canada. A trade off is thereafter done using life cycle costing so as to select the best process technology for the Nigeria oil/tar sands. The net present value/internal rate of return is found to be B$3,062/36.35% for steam assisted gravity drainage, B$I,570124.51 % for cyclic steam stimulation and B$3,503/39.64% for in situ combustion. Though in situ combustion returned the highest net present value and internal rate of return, it proved not to be the best option for Nigeria due to environmental concern and response time to production. The best viable option for the Nigeria tar sand was then deemed to be steam assisted gravity drainage. An integrated oil strategy coupled with cogeneration using MSAR was also seen to considerably amplify the benefits accruable from bitumen exploration; therefore, an investment in bitumen exploration in Nigeria is a wise economic decision. / Thesis (M.Ing. (Development and Management))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2010.

The presented diploma thesis focuses on flow-induced vibrations of a tube. The main aim and benefit is the analysis of tube stiffness in contact with the other one and the following use of obtained values and characteristics in CFD simulations. The work can be divided into three parts. The first part is about the current state of knowledge of flow-induced vibrations. It introduces the basic mechanisms of vibration and methods for their suppression. The second part deals with the determination of stiffness of defined geometry tube including the collision with the other tube. The final part demonstrates and evaluates the application of obtained characteristics in CFD simulations.

Předkládaná práce je zaměřena na numerické modelování spalování tuhých paliv na roštu metodami výpočtové dynamiky tekutin (CFD). Jelikož výsledky CFD simulací roštového spalování závisí na kvalitě vstupních dat, která zahrnují i údaje o teplotě, hmotnostním toku a chemickém složení spalin vystupujících z lože, pozornost je věnována především procesům, probíhajícím v loži během spalování na roštu. Velká část práce je věnována vývoji spolehlivého modelu spalování v sypaných ložích, jelikož může napomoci zkvalitnit výsledky simulací i rozšířit znalosti principů spalování tuhých paliv v sypaných ložích. V rámci práce byl vyvinut jednorozměrný nestacionární model spalování v experimentálním reaktoru a implementován do počítačového programu GRATECAL 1.3 včetně grafického uživatelského rozhraní. Zvláštní důraz byl kladen na konzervativnost modelu. Proto byla vyvinuta metoda pro kontrolu hmotnostní a energetické bilance systému a následně aplikována v řadě studií, v rámci nichž byly odhaleny některé chyby týkající se definic zdrojových členů, které byly převzaty z literatury a opraveny. Pomocí modelu byla provedena analýza šíření čela sušení a reakce hoření koksu po výšce lože pšeničné slámy. Na základě výsledků těchto analýz bylo doporučeno zahrnout i modelování změny porozity částic paliva, aby šířka reakční zóny byla predikována korektně v případě, že je uvažována změna porozity celého lože. Rovněž vyvinutá bilanční metoda byla použita k analýze vlivu kritérií konvergence na hmotnostní a energetickou nerovnováhu simulovaného systému. Bylo zjištěno, že škálovaná rezidua rovnic všech veličin by měla poklesnout aspoň na hodnotu $10^{-6}$, aby bylo dosaženo nízké hmotnostní a energetické nerovnováhy a tudíž uspokojivě přesných výsledků ze simulací v loži. Druhá část práce je věnována vývoji a implementaci knihovny uživatelem definovaných funkcí pro komerční CFD nástroj ANSYS FLUENT, které slouží k propojení modelu lože s modelem komory reálné spalovací jednotky, aby byla umožněna dynamická změna okrajových podmínek na vstupu do komory v závislosti na výstupech ze simulací v loži. Vytvořené rozhraní pro propojení těchto dvou modelů je dostatečně obecné pro aplikaci na širokou škálu modelů roštových kotlů. Popsané výsledky přispívají k lepšímu porozumění numerickému modelování spalování na roštu, a to zejména ve fázi sestavování numerického modelu a nastavení parametrů řešiče pro kontrolu konvergence.

Práce komplexně popisuje vodní a vodovzdušné chlazení pomocí metod CFD (Computational Fluid Dynamics) konkrétně s využitím software ANSYS FLUENT. Skládá se ze dvou hlavních částí, z nichž první se zabývá numerickým popisem jediné vodní kapky a druhá popisem směsí kapek představující paprsek válcové a ploché trysky. Je založena převážně na vícefázových modelech proudění a vlastních uživatelsky definovaných funkcí (User Defined Functions, UDF) představujících stěžejní část práce. Uvedené výpočtové modely jsou ve většině případů verifikovány pomocí experimentálních dat nebo jiných numerických modelů. V první části práce jsou teoreticky postupně rozebrány všechny tři použité vícefázové modely proudění. První z nich, Volume Of Fluid model (VOF), byl použit pro modelování jediné kapky (mikromodel). Zatímco zbývající dva, Euler-Euler model a Euler-Lagrange model, byly aplikovány v modelu celého paprsku trysky (makromodel). Mikromodel popisuje dynamiku volného pádu vodní kapky. Pro malé průměry kapek (~100µm) standardní model povrchového napětí (Continuum Surface Force, CSF) způsoboval tzv. parazitní proudy. Z toho důvodu je v práci rozebrána problematika výpočtu normál, křivostí volných povrchů a povrchového napětí jako zdroje objemových sil v pohybových rovnicích. Makromodel se zabývá studiem dynamiky celého paprsku tj. oblastí od ústí trysky po dopad na horký povrch, bere v úvahu kompletní geometrii, tzn. např. podpůrné válečky, bramu, spodní část krystalizátoru apod. V práci je rozebrána 2D simulace dopadu paprsku válcové trysky pomocí VOF modelu Euler-Lagrange modelu na horký povrch. Pro případ s VOF modelem byl navržen model blánového varu. Euler-Euler model a Euler-Lagrange model byly využity pro simulaci paprsku ploché trysky horizontálně ostřikující horkou bramu přímo pod krystalizátorem nad první řadou válečků. Pro Euler-Euler model byl navržen model sekundárního rozpadu paprsku založený na teorii nejstabilnější vlnové délky (Blob jet model). Jelikož diskrétní Lagrangeovy částice tvořily v určitých místech spíše kontinuální fázi, byl navržen a otestován model pro konverzi těchto částic do VOF.